FR2584487A1 - Procede et dispositif pour la surveillance de la combustion dans un four. - Google Patents

Abstract

PROCEDE ET DISPOSITIF DE SURVEILLANCE DES CONDITIONS DE COMBUSTION DANS UN FOUR METALLURGIQUE QUI EST EFFICACE ET DE STRUCTURE SIMPLE ET CAPABLE D'ASSURER UNE LARGE GAMME DE SURVEILLANCE AVEC UNE GRANDE PRECISION. LES CONDITIONS DE COMBUSTION DANS LE FOUR SONT SURVEILLEES PAR UNE SONDE10 ORIENTEE DANS UNE DIRECTION OBLIQUE PAR RAPPORT A L'AXE DU CHALUMEAU. DANS CE BUT, LA SONDE EST INTRODUITE DANS LE FOUR24 PAR UN ASSEMBLAGE DE TUYERE28. L'ASSEMBLAGE DE TUYERE COMPREND UNE OUVERTURE QUI LA TRAVERSE EN RECEVANT LA SONDE DANS UNE ORIENTATION OBLIQUE PAR RAPPORT AUX RAYONS DU CHALUMEAU.

Description

PROCEDE ET DISPOSITIF POUR LA SURVEILLANCE DE LA

COMBUSTION DANS UN FOUR

La présente invention concerne d'une façon générale un procédé et un dispositif pour la surveillance de la combustion dans un four, comme par exemple un haut-fourneau, un four à cuve, un four à réduction ou analogue. Plus précisément, l'invention concerne un procédé et un dispositif appropriés pour la surveillance de la répartition de la température et pour l'échantillonnage des gaz dans un caniveau adjacent à

l'assemblage de tuyère du four.

Pendant de nombreuses années, on a souhaité surveiller le comportement des corps fondus à proximité de l'assemblage de tuyère ou zone de fusion dans les fours métallurgiques comme par exemple les hauts-fourneaux, les fours à cuve, les fours à réduction et ainsi de suite, dans le but d'identifier la cause de la fusion de la tuyère ou de la formation de flaques de

matériau fondu devant la tuyère.

Ceci est particulièrement nécessaire pour obtenir un contrôle efficace et effectif de la composition de la gueuse fondue. Une technique récemment développée implique l'injection de minerai de fer et de coke pulvérisé dans le four par l'assemblage de tuyère. La charge injectée par l'assemblage de tuyère réagit avec la gueuse fondue s'infiltrant avec la charge de coke et modifie ainsi la composition de la gueuse fondue. La composition de la gueuse fondue pourrait être contrôlée seulement en analysant le mécanisme et la vitesse de réaction entre la charge et la gueuse fondue. Pour cela, il faudrait mesurer les températures du produit fondu et du gaz et les échantillonner non seulement dans le caniveau mais aussi dans la partie centrale du four qui

est remplie de coke.

Cependant, la portion centrale du four en

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fonctionnement se trouve à une très haute température et soumise à une charge thermique qui se trouve donc importante. Pour cette raison et du fait de la présence de la charge de coke elle-même, il a été difficile jusqu'à maintenant d'insérer une sonde de détection dans la portion centrale du four pendant que le four était en fonctionnement. Dans l'art antérieur, il existe une sonde de caniveau pour surveiller la composition et la température du gaz dans le caniveau. Une sonde de caniveau est décrite dans la première publication du brevet japonais (Tokkai) Showa 5816005 et dans la publication du modèle d'utilité japonais (Jikko) Showa 59-28027. Dans les publications japonaises ci-dessus, la sonde de caniveau comprend un tube refroidi par eau introduit dans le caniveau à proximité de l'assemblage de tuyère du four pour surveiller la composition et la température des gaz. La sonde est introduite dans un chalumeau inséré dans le four par la tuyère pour surveiller la température et la composition des gaz, etc. La sonde doit donc mesurer plus de 3 m de longueur pour assurer une surveilmlance convenable. Le diamètre interne du chalumeau est d'environ 150 mm. Par conséquent, l'orientation de la sonde est limitée au voisinage de l'axe du chalumeau qui se trouve essentiellement orienté dans une direction radiale. Ceci limite la gamme de la surveillance. De plus, quand la sonde est introduite par le chalumeau pour surveiller les conditions de la combustion, la surface de la section transversale du chalumeau devient plus limitée,

ce qui affecte considérablement la combustion.

Afin de minimiser l'effet nuisible sur la section transversale du chalumeau, le diamètre extérieur de la sonde peut être réduit jusqu'à environ 50 mm. Cependant, dans ce cas, la rigidité de la sonde serait insuffisante

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pour s'assurer que l'extrémité de la sonde atteint la portion centrale du four. De plus, la sonde placée dans le chalumeau est soumise à des températures très élevées, par exemple de l'ordre de 1000 à 1300 C. En conséquence, la sonde peut supporter environ la moitié de la charge thermique existant dans le chalumeau. Ceci nécessite une conduite de refroidissement par eau de très grande capacité. Par exemple, lorsque la charge thermique est doublée, la capacité du tube de refroissement par eau doit également doubler pour

supporter deux fois plus d'eau de refroidissement.

Par ailleurs, on ne peut pas ignorer, lorsque l'on considère la précision de la surveillance que la présence de la sonde et de l'opération de surveillance

affecte elle-même les conditions de la combustion.

Comme on peut facilement le comprendre, les inconvénients de la sonde classique résident dans la présence de la sonde à l'intérieur du chalumeau. Par conséquent, la plupart des inconvénients de la sonde classique peuvent être éliminés si la sonde peut d'une certaine façon être insérée dans le four sans passer par

le chalumeau.

A cet égard, un système de surveillance des conditions de combustion sans sonde a été proposé dans le brevet Japonais Showa 59-69217 qui a été publié sous le No. 60-213845, et qui a été déposé par l'auteur de l'invention. La proposition précédente faite dans le brevet japonais cidessus correspond à une structure

assez complexe et donc très coûteuse.

Par conséquent, un objet de la présente invention est de proposer un procédé et un dispositif pour la surveillance des conditions de combustion dans un four métallurgique qui soit efficace avec une structure simple. Un autre objet de l'invention consiste à proposer un dispositif de surveillance des conditions de combustion ayant une large gamme de surveillance de

grande précision.

Pour réaliser les objets mentionnés ci-dessus ainsi que d'autres, les conditions de combustion dans le four sont surveillées au moyen d'une sonde orientée dans

une direction oblique par rapport à l'axe du chalumeau.

Dans ce but, la sonde est introduite dans le four par un assemblage de tuyère. L'assemblage de tuyère possède une ouverture dans laquelle la sonde peut être admise à l'intérieur du four orientée dans une direction oblique

par rapport aux rayons du chalumeau.

Selon un premier aspect de l'invention, un dispositif pour la surveillance de la combustion dans un four comprend une tuyère modifiée fixée dans unassemblage de tuyère du four et définissant une ouverture pouvant être traversée orientée dans une direction oblique par rapport à un rayon du four passant par le centre de l'assemblage de tuyère, une sonde traversant l'ouverture et pénétrant à l'intérieur du four en traversant une zone de caniveau pour la surveillance de la combustion dans le four et un mécanisme d'entraînement pour pousser la sonde dans le

four et l'en retirer.

De préférence, l'orientation oblique de l'ouverture de la tuyère modifiée permet à la sonde de s'étendre en travers d'une zone de caniveau formée

autour d'un assemblage de tuyère adjacente.

Le mécanisme d'entraînement comprend un support de sonde et des moyens de refroidissement de la sonde. Le support comprend un tube servant de manchon définissant à l'intérieur une circulation de l'eau de refroidissement et permettant à la sonde de le traverser dans la direction axiale, et un tube fermé supportant la

sonde de façon étanche.

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Le dispositif de surveillance de la combustion peut comprendre en outre une fixation maintenant de façon amovible de la tuyère modifiée dans l'assemblage

de tuyère.

Le tube de manchon est en communication avec un chalumeau par lequel de l'air est introduit à une vitesse donnée afin d'injecter de l'air dans le four par l'assemblage de tuyère. Le chalumeau est associé à des moyens de limitation du déplacement du chalumeau dans une direction perpendiculaire à son axe, tout en permettant son déplacement dans la direction axiale. Le chalumeau est relié à une source d'air, par l'intermédiaire d'un tuyau à air ayant une section qui

permet le déplacement axial du chalumeau.

Selon un autre aspect de l'invention, un procédé pour la surveillance de la combustion dans un four métallurgique comprend les étapes suivantes: définition d'un passage pour une sonde dans un assemblage de tuyère, l'axe du passage étant orienté dans une direction oblique par rapport au rayon du four passant par la tuyère et s'étendant en travers de la zone de caniveau formée à proximité d'une tuyère adjacente; insertion de la sonde en la poussant dans le passage et en travers de la zone de caniveau en direction d'une région centrale du four pour la surveillance. Le procédé comprend en outre une étape de refroidissement de la sonde pendant l'insertion de la

sonde dans le four et son retrait du four.

Si cela est nécessaire, le procédé peut comprendre en outre une étape d'insufflation d'air dans le four par le passage. Dans l'étape d'insufflation de l'air, la circulation d'air vers le four est suffisante pour éviter au matériau fondu de s'écouler vers la

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tuyère. La présente invention sera mieux comprise d'après

la description détaillée qui va suivre en référence aux

dessins annexés de modes de réalisation préférés de l'invention qui, cependant, ne doivent pas être considérés comme limitant l'invention au mode de réalisation particulier mais qui sont uniquement donnés

à titre explicatif.

Sur les dessins: la figure 1 est une vue latérale du mode de réalisation préféré d'un dispositif de surveillance de la combustion selon la présente invention; la figure 2 est une vue de dessus de la partie principale du mode de réalisation préféré du dispositif de surveillance de la combustion de la figure 1; la figure 3 est un graphe représentant la relation entre la charge thermique de la sonde du dispositif de surveillance et la vitesse de l'eau de refroidissement; la figure 4 représente schématiquement 1'effet du mode de réalisation préféré du dispositif de surveillance de la combustion des figures 1 et 2; la figure 5 est une coupe d'une modification d'un assemblage de tuyère métallique et du mode de réalisation préféré du dispositif de surveillance de la combustion des figures 1 à 3; la figure 6 est une vue latérale d'un autre mode de réalisation du dispositif de surveillance de la combustion selon la présente invention; la figure 7 est une vue semblable à celle de la figure 2 représentant la partie principale du dispositif de surveillance de la combustion de la figure 6; la figure 8 est une coupe d'un injecteur à air chaud employé dans un autre mode de réalisation du dispositif de surveillance de la combustion de la figure 6; et

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la figure 9 est une coupe d'un injecteur d'air

chaud modifié.

En se référant maintenant aux dessins, et en particulier & la figure 1, on voit que le mode de réalisation préféré d'un dispositif de surveillance de la combustion selon la présente invention comprend d'une façon générale une sonde 10 et un système d'entraînement 12 pour cette sonde. La sonde 10 est supportée par un tube servant de manchon 14 et une tuyère modifiée 16. Le tube manchon 14 est relié à un tube fermé 18. Le tube fermé 18 est monté sur un bâti de base 20 au moyen de supports de fixation 22. Une force d'environ 5 à 30 tonnes est nécessaire pour introduire la sonde 10 dans la portion centrale d'un four chargé 24, comme par exemple un haut-fourneau, un four à cuve, un four à réduction ou analogue. Par conséquent, le bâti de base est fixé à une ossature métallique 26 entourant un assemblage de tuyère 28 par l'intermédiaire d'un support à réaction 30 qui supporte la réaction à la force

d'insertion de la sonde dans le four 24.

La sonde 10 traverse le tube manchon 14 et le tube fermé 18, et est reliée à un support 32 à son extrémité extérieure. La sonde 10 est également supportée par un autre support 34 situé entre l'extrémité extérieure et l'extrémité du tube fermé éloignée du four. Les supports 32 et 34 sont entraînés par une force d'entraînement transmise au moyen d'une chaîne d'entraînement enroulée autour de pignons à chaîne 38 et 40. Le pignon à chaîne est lui-même entraîné par un moyen d'entraînement comme par exemple un moteur, grâce à un système de transmission classique. La force d'entraînement transmise par la chaîne 36 décale la sonde 10 vers l'intérieur et l'extérieur du four sur le bâti de base 20. On notera que si le mode de réalisation présenté emploie un système d'entraînement à chaîne, il serait également possible d'employer un ou plusieurs supports auto-propulseurs. En outre, le support intermédiaire 34 soutenant la portion centrale de la sonde 10 peut être remplacé par une équerre support. De plus, un cylindre hydraulique peut servir à entraîner le support. Dans ce cas, le cylindre hydraulique peut être disposé pour

entraîner directement le support.

Comme cela est bien connu, une grosse quantité de gueuse fondue et de produit fondu diffuse à travers les portions du four chargé en coke, c'est-à-dire dans les zones situées en dehors du caniveau ou de la zone de caniveau. Par conséquent, la sonde 10, quand elle est insérée dans cette partie du four est soumise à des conditions très pénibles qui entraînent la fusion des bords de la sonde ou qui forcent des particules de fer ou de laitier à coller aux surfaces périphériques de la sonde. Dans le but d'établir une étanchéité complète, même dans de telles conditions, la longueur adoptée pour le tube fermé 18 est supérieure à la longueur de la sonde introduite dans le four. Ceci nécessite une sonde plus longue et un support ayant une course accrue. Il est préférable, dans le mode de réalisation préféré du dispositif de surveillance de la combustion d'utiliser l'association d'un moteur hydraulique et d'une chaîne d'entraînement pour donner une plus grande souplesse au

choix de la longueur et la course de la sonde.

La figure 2 représente la sonde 10 insérée dans le four par l'assemblage de tuyère 16. La figure 2 représente le mode de réalisation préféré du dispositif de surveillance de combustion selon l'invention tel qu'il est utlisé dans un four à cuve à haute pression ayant un volume interne de 3000 m3. Dans ce four, les assemblages de tuyère 28a, 28b et 28c sont régulièrement écartées par des angles J de 11 15'. La zone de caniveau 42 avoisine les assemblages de tuyère 28 sous une

profondeur radiale d'environ 1,3 m.

La sonde 10 est introduite par l'assemblage de tuyère 28b pour surveiller la combustion dans la zone de caniveau 42. La tuyère modifiée 16 dans l'assemblage de tuyère 28b est étudiée spécialement pour recevoir la sonde 10 dans une direction oblique par rapport à l'axe d'un chalumeau 44 qui est monté dans l'assemblage de tuyère 28b. Des chalumeaux 46 sont également montés dans les assemblages de tuyère 28a et 28c. Dans le mode de réalisation de la figure 2, le chalumeau 46 monté dans l'assemblage de tuyère 28a injecte de l'air à haute température dans le four afin d'induire la combustion dans le four et forme ainsi la zone de caniveau 42 autour de l'assemblage de tuyère 28a. Dans ce but, le chalumeau 46 de la tuyère 28a est relié à un tube en dérivation 48 d'un tube principal circulaire 50 qui entoure le four et dans lequel circule de l'air à haute température (voir figure 1). Le chalumeau 44 de l'assemblage de tuyère 28b est habituellement relié à un autre tube de dérivation 48 afin d'injecter de l'air à haute température dans le four pour la combustion lorsqu'il est en fonctionnement. Cependant, pour surveiller la combustion dans la zone de caniveau entourant l'assemblage de tuyère 28a, le chalumeau 44 est débranché du tube de dérivation 48 dans ce mode de réalisation. Le tube de dérivation correspondant au chalumeau 44 est fermé par une plaque d'obturation 52

fixée à son tube de dérivation.

La tuyère modifiée 16 montée dans l'assemblage de tuyère 28b est traversé par une ouverture 54 orientée sous un angle a, par exemple de 16 30' par rapport à l'axe du chalumeau 44. La sonde 10 s'étend le long de l'axe de l'ouverture 54 et se trouve donc sous un angle par rapport à l'axe du chalumeau 44. La sonde 10 est nrc L eb O OI introduite dans le four sur une longueur de 3 m par

l'ouverture 54 de la tuyère modifiée 16.

Grâce à ce montage, le tube manchon 14, le tube fermé 18 et l'entraînement 12 sont disposés le long de l'axe de la sonde 10 et donc orientés à environ 16030'

par rapport à l'axe du chalumeau radial 44.

Il faut remarquer que les chalumeaux 44 et 46 sont fixés aux assemblages de tuyère correspondante 28a, 28b et 28c au moyen d'ensembles à ressorts 56. Dans le mode de réalisation représenté, le chalumeau 44 sert de fixation à la tuyère modifiée 16. Les ensembles à ressorts 46 maintenant le chalumeau 44 exercent une force de ressort suffisante pour résister à la force orientée en arrière et exercer sur la tuyère modifiée 16 quand la sonde 10 est retirée du four. Le chalumeau 44, sollicité par les ensembles à ressorts 56 repoussent la tuyère modifiée 16 vers le four et donc établissent un contact étanche aux gaz entre la périphérie extérieure de la tuyère modifiée 16 et la périphérie intérieure

d'un bottier métallique de refroissement 58.

L'extrémité intérieure de la tuyère modifiée 16 s'étend à l'intérieur du four sur une longueur de 500 mm qui représente environ la moitié des tuyères normales destinées à injecter de l'air à haute température

dans le four.

Dans le mode de réalisation représenté, le diamètre 0 de la sonde 10 est choisi de 80 mm étant donné la nécessité de la résistance à la chaleur et à l'effort de flambage. La sonde 10 est introduite dans le four avec une force de 13 tonnes. Le diamètre de la sonde 10 peut être ajusté selon la nature de l'opération de surveillance, la dimension du four, etc. La force nécessaire pour pousser la sonde 10 dans le four varie également avec le diamètre de la sonde 10. La relation entre la force nécessaire (P) et le diamètre (D) de la l 2584487 sonde peut s'exprimer par l'équation suivante: P = n DL a tg0 G est l'effort exercé par la charge (N/m2) tg 0 est le coefficient de frottement entre la sonde et la charge, et

L est la profondeur d'insertion de la sonde (m).

Le diamètre intérieur choisi pour la tuyère modifiées 16 est de 130 mm, et d'autre part, le diamètre intérieur choisi pour le tube manchon 14 est de 100 mm afin de recevoir une sonde 10 de 80 mm. Le chalumeau 14 est poussé vers le four avec une force élastique totale d'environ 21 tonnes grâce à trois ensembles à ressorts 56 (dont deux seulement sont représentés sur les dessins). Le tube manchon 14 est construit dans le but de permettre un écoulement de l'eau à travers lui en vue de refroidissement. De façon similaire, la sonde forme un trajet d'eau de refroidissement relié à une source d'eau de refroidissement à son extrémité arrière afin de maintenir la sonde froide grâce à de l'eau de refroidissement. Le débit de circulation de l'eau de refroidissement est liée à la charge thermique exercée sur la sonde 10 dans le four. La relation entre la charge thermique et la vitesse nécessaire de l'eau de refroidissement est visible sur la figure 3. Puisque la charge thermique est apliquée à la portion de la sonde introduite à l'intérieur du four dans le mode de réalisation représenté, un maximum de 3 m de la longueur de la sonde 10 est soumis à la charge thermique. En supposant une charge thermique maximale à l'intérieur du four de 10 x 10 6 kcal/m2h, la vitesse nécessaire de

l'eau de refroidissement devrait être d'environ 8 m/s.

Ceci peut être comparé à la vitesse nécessaire pour l'eau de refroidissement dans le dispositif classique considéré ci-dessus. Dans le dispositif 12 g. _;w - -, classique, la sonde passe par le chalumeau dans lequel circule de l'air à haute température. Par conséquent, en supposant que la sonde soit introduite dans le four jusqu'à une profondeur de 3 m, et que la longueur du chalumeau soit de 2 m, la longueur de la portion de la sonde soumise à la charge thermique serait de 5 m. Comme représenté sur la figure 3, dans ce cas, la vitese nécessaire de l'eau de refroidissement serait d'environ 12 m/s. L'augmentation de la vitesse nécessaire augmente la chute de pression dans le tube manchon. En comparant la vitesse nécessaire à l'eau de refroidissement dans le dispositif classique avec la vitesse nécessaire dans le dispositif de l'invention, on s'aperçoit que la chute de pression dans le dispositif classique est environ 2,25

fois supérieure à celle du dispositif de l'invention.

Plus précisément, la chute de pression empirique du dispositif de l'invention était de 10 kg/cm2 et le débit

nécessaire de l'eau de refroidissement était de 33 t/h.

Comparativement à ces valeurs, le dispositif classique subissait une baisse de pression de 22,5 kg/cm2 et nécessitait un débit de 50 t/h pour l'eau de refroidissement. Ceci rend le dispositif classique

difficile à réaliser en pratique.

La figure 4 représente le résultat des expériences de surveillance effectuées avec le dispositif de surveillance de la combustion selon l'invention tel qu'il est représenté. Au cours de ces expériences, la quantité de fer fondu s'infiltrant en différents points et la répartition des températures dans le four ont été surveillées et représentées sur le graphe de la figure 3. Une fibre optique et un pyromètre à deux couleurs bicolore à haute température ont permis de mesurer la répartition des tempaértures dans le four. D'autre part, un dispositif d'échantillonnage a servi à échantillonner

CCOL 4L R7

drI

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le produit fondu. Le système d'échantillonnage a été

installé à l'extrémité d'une sonde.

Comme le montre clairement les résultats de ces mesures expérimentales, la température dans le four en des points voisins de la paroi du four et dans la portion centrale du four ait pratiquement la même valeur. D'autre part, la zone de caniveau est beaucoup plus chaude. Il y a relativement peu de fer fondu qui s'infiltre dans la zone de caniveau. Ceci est dû à la circulation des gaz dans la zone de caniveau. D'autre part, les valeurs maximales d'infiltration du fer fondu et du laitier fondu sont observées en des points

entourant la zone de caniveau.

On remarquera que l'angle que fait la sonde avec un rayon du four conduisant à tuyère 28 a été choisi égal à 16030' dans le mode de réalisation représenté afin de couvrir la zone de caniveau et la portion centrale du four simultanément. Cependant, l'inclinaison de la sonde ne doit pas être limitée à l'angle

particulier indiqué.

La figure 5 représente une modification du mode de réalisation préféré du dispositif de surveillance de combustion selon la présente invention. Selon cette modification, la tuyère modifiée 16' est maintenu dans l'assemblage de tuyère 28 au moyen d'un tube manchon 14'. Pour maintenir la tuyère modifiée 16' à l'intérieur de l'assemblage de tuyère, le tube manchon 14' fait partie intégrante d'une fixation sollicitée par un

ressort 60.

La tuyère modifiée 16' est elle-même montée dans le boîtier de refroidissement 58 de façon oblique par rapport à l'axe radial du four. Dans ce cas, le tube manchon 14' sert à maintenir l'axe de l'ouverture traversante 54' et donc la sonde 10, dans une direction

oblique par rapport à l'axe radial sous un angle donné.

Les figures 6 à 8 représente un autre mode de réalisation d'un dispositif de surveillance de combustion selon la présente invention. Dans la

description suivante d'un autre mode de réalisation du

dispositif de surveillance de la combustion, les composants correspondant à ceux qui ont été employés dans le mode de réalisation préféré précédent des figures 1 à 5 seront désignés par les mêmes numéros de référence et ne seront plus décrits en détail afin de

simplifier la description et d'éviter les répétitions.

Dans ce mode de réalisation, un chalumeau 71 est modifié par rapport à celui représenté dans le mode de réalisation précédente afin de pouvoir être relié à un

tube de dérivation 48 de façon à communiquer avec lui.

De plus, comme cela a été décrit en se référant à la figure 5, le chalumeau 72 est associé à une fixation 74 qui est poussée vers le four par l'assemblage à ressort 56. La fixation 74 comprend un passage communiquant avec l'intérieur du chalumeau 72 afin de laisser le passage à

de l'air chaud ou froid.

Le chalumeau 72 est relié à un tube de soufflerie par le tube de dérivation 48 de la même manière que les autres tubes de soufflerie qui introduisent de l'air à haute température dans le four afin d'induire la combustion. La circulation continue d'air, c'est-à-dire soit d'air chaud, soit d'air froid, évite la nécessité de fermeture de la conduite de dérivation débranchée qui était nécessaire dans le mode de réalisation précédent afin d'empêcher le produit fondu de s'échapper par l'assemblage de tuyère. Pour éviter au produit fondu de s'écouler vers l'extérieur par l'assemblage de tuyère, une circulation d'air suffisante pour éloigner le coke de l'assemblage de tuyère est envoyée par le chalumeau 72. Dans le cas d'un assemblage de tuyère ayant approximativement un diamètre de 120 mm, le débit de

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circulation d'air par le chalumeau 72 peut être

d'environ 15 Nm3/mn.

Dans les cas o l'on utilise de l'air chaud, un certain déplacement a tendance à se produire entre le chalumeau et le tube de dérivation 48 du fait de la dilatation thermique. Pour remédier à cet inconvénient, des joints de dilatation 76 sont installés dans le tube de dérivation 48. D'autre part, dans le but de supprimer le déplacement du chalumeau 72 par rapport à l'axe de la fixation 74, on emploie des butées 78. Les butées 78 sont fixées au bâti métallique 26 du four à une extrémité et supportent des boulons de contact 80 à l'autre extrémité. Les boulons de contact 80 établissent un point de contact avec la périphérie extérieure du chalumeau 72 afin de permettre un déplacement axial du

chalumeau 72 tout en évitant un déplacement radial.

La figure 8 représente le chalumeau employé dans ce mode de réalisation avec davantage de détails. Dans le mode de réalisation de la figure 8, une bague de commande de débit 82 est installée sur la circulation d'air 84 à l'intérieur du chalumeau 72. La bague de commande de débit 82 limite la section transversale d'écoulement de l'air et par conséquent commande le débit d'air vers le four. Selon une variante, l'air insufflé par le chalumeau peut être commandé aumoyen d'une vanne de commande de débit 86 comme celle représentée sur la figure 9. La vanne de commande de débit 86 peut être fabriquée en céramique étant donné les températures relativement élevées à laquelle ele

sera soumise.

Grâce à cette construction, lorsqu'il n'est pas nécessaire de surveiller la combustion, la sonde 10 est retirée du tube manchon 72. Le chalumeau 70 peut ensuite servir de chalumeau normal induisant la combustion à proximité de l'assemblage de tuyère correspondant. Dans

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ce cas, le débit d'air chaud pourrait être augmenté jusqu'à un niveau suffisant. De préférence, la tuyère modifiée est décalée de façon à insuffler l'air chaud légèrement plus bas que la position de la sonde afin d'éviter le chevauchement des zones de caniveau. Comme on le remarquera d'après ce qui précède, la présente invention permet une mesure ou une surveillance efficace et précise de la combustion à l'intérieur du four.

Bien que la description précédente des mesures

expérimentales ait été orientée vers la mesure de la température dans lefour et vers l'échantillonnage du produit fondu, différents type d'information peuvent être obtenus au moyen du dispositif de surveillance selon l'invention. Par exemple, la répartition du laitier, la répartition de la composition de la gueuse dans le four, etc. peuvent être mesurées au moyen du

dispositif de surveillance décrit ci-dessus.

Claims (13)

REVENDICATIONS

1 - Dispositif pour la surveillance de la combustion dans un four caractérisé par le fait qu'il comprend: - une tuyère modifiée (16) montée dans un assemblage de tuyère (28) dudit four et définissant une ouverture (54) traversante et orientée dans une direction oblique par rapport à un rayon dudit four et s'étendant à travers le centre dudit assemblage de tuyère; - une sonde (10) passant par ladite ouverture et pénétrant à l'intérieur dudit four pour surveiller la combustion dans ledit four; et un mécanisme d'entraînement (12) permettant de pousser ladite

sonde vers l'intérieur dudit four et de retirer ladite sonde dudit four.

2 - Dispositif de surveillance de la combustion selon la revendication 1, dans lequel l'orientation oblique de ladite ouverture traversant ladite tuyère modifiée permet à la sonde de traverser une zone de

caniveau (42) formée autour d'un assemblage de tuyère adjacent.

3 - Dispositif de surveillance de la combustion selon la revendication 2, dans lequel ledit mécanisme d'entraînement comprend un

support pour ladite sonde et des moyens de refroidissement de ladite sonde.

4 - Dispositif de surveillance de la combustion selon la revendication 3, dans lequel ledit support comprend un tube manchon (14) définissant à l'intérieur un passage pour de l'eau de refroidissement et permettant à ladite sonde de le traverser dans la direction axiale, et un

tube fermé supportant ladite sonde de façon étanche.

- Dispositif de surveillance de la combustion selon la revendication 3, qui comprend en outre une fixation (44) pour maintenir de

façon amovible ladite tuyère modifiée sur l'assemblage de tuyère.

6 - Dispositif de surveillance de la combustion selon la revendication 4, dans lequel ledit tube manchon communique avec un chalumeau (44) par lequel de l'air est appliqué à une vitesse donnée afin de pénétrer

dans ledit four par ledit assemblage de tuyère.

7 - Dispositif de surveillance de la combustion selon la revendication 6, dans lequel ledit chalumeau est associé à des moyens (56) de limitation du déplacement dudit chalumeau dans une direction

perpendiculaire à son axe tout en permettant son déplacement axial.

8 - Dispositif de surveillance de la combustion selon la revendication 7, dans lequel ledit chalumeau est relié à une source d'air (50) par un tube à air (48) comprenant une section permettant un déplacement

axial dudit chalumeau.

9 - Dispositif de surveillance de la combustion selon la revendication 8, dans lequel la direction oblique de ladite ouverture

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traversant ladite tuyère modifiée permet à la sonde de traverser une zone de

caniveau (42) formée autour d'un assemblage de tuyère adjacent.

- Dispositif de surveillance de la combustion selon la revendication 3, dans lequel ledit support comprend un tube manchon (14) définissant à l'intérieur un trajet pour l'eau de refroidissement et permettant à ladite sonde de le traverser dans la direction axiale et un

tube fermé (18) supportant ladite sonde de façon étanche.

11 - Dispositif de surveillance de la combustion selon la revendication 9, dans lequel ledit support comprend un tube manchon définissant à l'intérieur un passage de l'eau de refroidissement et permettant à ladite sonde de le traverser dans la direction axiale et un

tube d'étanchéité (18) supportant ladite sonde de façon étanche.

12 - Dispositif de surveillance de la combustion selon la revendication 10, qui comprend en outre une fixation (44) pour maintenir de

façon amovible ladite tuyère modifiée sur l'assemblage de tuyère.

13 - Procédé pour la surveillance de la combustion dans un four métallurgique comprenant les étapes suivantes: - définition d'un passage pour la sonde dans un premier assemblage de tuyère dont l'axe est orienté dans une direction oblique par rapport à un rayon du four passant par ledit assemblage de tuyère et traverse une zone de caniveau formée à proximité d'un assemblage de tuyère adjacent; - insertion par une force de poussée de ladite sonde dans ledit passage et au travers de ladite zone de caniveau, en direction d'une région

centrale dudit four pour surveiller la combustion.

14 - Procédé selon la revendication 13, qui comprend en outre une étape de refroidissement de ladite sonde pendant son insertion dans le four

et sa sortie du four.

- Procédé selon la revendication 13, qui comprend en outre une

opération d'insufflation d'air dans ledit four par ledit passage.

16 - Procédé selon la revendication 15, dans lequel l'air insufflé dans le four est suffisant pour éviter au produit fondu de fuir vers

l'extérieur par ledit assemblage de tuyère.